Epitop Peneutral yang dominan bersama Menjadikan Kekebalan Anti-Campak Tahan Terhadap Evolusi Virus

Misteri yang kekal ialah mengapa sesetengah virus mengalami evolusi antigen yang cepat manakala yang lain lebih stabil dari segi antigen. Jawapannya lebih rumit daripada kadar mutasi virus. Virus influenza dan campak adalah kedua-dua virus RNA dengan kadar mutasi yang sama tinggi.2 Walau bagaimanapun, influenza berkembang secara antigen untuk menghakis imuniti antibodi, manakala campak adalah stabil dari segi antigen supaya vaksin yang dibangunkan sejak setengah abad yang lalu masih memberikan perlindungan penuh terhadap semua campak yang sedang beredar. ketegangan.

Evolusi antigen dan imuniti berkait rapat. Antigen merujuk kepada bahan tertentu yang boleh mendorong tindak balas imun dalam badan, termasuk bakteria, virus, kulat, parasit, dan mikroorganisma lain serta metabolitnya, molekul permukaan sel, bahan kimia, dsb. Antigen telah berubah semasa evolusi, yang boleh menyebabkan kepada perubahan dalam imuniti terhadap antigen itu. Ia boleh dilihat bahawa imuniti adalah sangat penting. Kita juga perlu meningkatkan imuniti dalam kehidupan seharian kita. Melalui diet yang sihat, makan Cistanche juga boleh meningkatkan imuniti. Polisakarida dalam Cistanche boleh mengawal sistem imun badan manusia. Tindak balas imun meningkatkan keupayaan tekanan sel imun dan meningkatkan kesan bakteria sel imun.

Klik manfaat cistanche tubulosa

Satu hipotesis ialah protein permukaan sesetengah virus lebih toleran terhadap mutasi daripada yang lain. Sesungguhnya, protein permukaan virus yang berkembang pesat seperti hemagglutinin influenza agak bertolak ansur dengan mutasi,3 manakala protein virus campak hemagglutinin (H) kurang bertoleransi secara mutasi.4 Walau bagaimanapun, hipotesis ini nampaknya bukan keseluruhan cerita, kerana ia adalah mungkin untuk memilih mutan virus campak yang melarikan diri dari peneutralan oleh antibodi monoklonal individu.5

Dalam kajian baharu, Mun˜ oz-Alı´a dan rakan sekerja1 menunjukkan bahawa ciri-ciri tindak balas antibodi poliklonal terhadap virus campak memainkan peranan penting dalam mengekang evolusi virus. Aktiviti meneutralkan tindak balas antibodi poliklonal terhadap jangkitan atau vaksinasi boleh sama ada tertumpu secara sempit pada satu atau beberapa epitop imunodominan, atau secara meluas reaktif kepada berbilang epitop kodominan (Rajah 1).

Bagi virus influenza, tindak balas antibodi peneutral poliklonal difokuskan secara sempit, supaya mutasi virus tunggal boleh mengurangkan peneutralan sebanyak 10-kali ganda atau lebih.6 Mun˜ oz-Alı´a dan rakan sekerja menunjukkan bahawa sebaliknya, antibodi peneutral tindak balas terhadap virus campak menyasarkan banyak epitop kodominan.

Khususnya, Mun˜ oz-Alı´a dan rakan sekerja1 menggunakan siri eksperimen mutagenesis yang elegan untuk menunjukkan bahawa keupayaan glikoprotein virus campak H untuk melarikan diri meneutralkan antibodi dikekang oleh berbilang epitop kodominan. Mereka menggunakan pilihan pelarian in vitro untuk mengenal pasti varian virus campak dengan mutasi yang melarikan diri dari peneutralan oleh antibodi monoklonal yang menyasarkan setiap lapan epitop yang berbeza pada protein H.

Mereka kemudian memperkenalkan mutasi kepada setiap epitop ini satu demi satu dan dalam kombinasi dan menguji bagaimana ia mempengaruhi peneutralan oleh antibodi serum poliklonal. Keputusan mereka menunjukkan bahawa ablasi sekurang-kurangnya lima epitope kodominan diperlukan untuk melihat penurunan yang ketara dalam peneutralan oleh serum poliklonal yang diarahkan kepada protein H.

Tambahan pula, mereka menunjukkan bahawa protein H itu sendiri adalah kodominan untuk peneutralan virus dengan glikoprotein permukaan utama (F) yang lain, supaya mutasi kepada kedua-dua protein diperlukan untuk penurunan besar dalam peneutralan virus.

Oleh itu, kewujudan banyak epitop peneutral kodominan mengekang evolusi antigen virus campak. Walaupun virus seperti influenza selalunya boleh memperoleh manfaat pelarian imun yang besar melalui hanya satu mutasi, 6 virus campak mungkin memerlukan lima atau lebih mutasi khusus untuk memperoleh manfaat yang setanding. Walaupun untuk virus RNA yang terdedah kepada mutasi, memperoleh lima mutasi khusus adalah peristiwa kebarangkalian yang sangat rendah—terutamanya kerana, seperti yang dilaporkan Mun˜ oz-Alı'a dan rakan sekerja1, gabungan mutasi melarikan diri ini sangat merosakkan fungsinya.

Keputusan ini mempunyai implikasi penting semasa kita memikirkan tentang potensi evolusi antigen bagi virus baharu, seperti SARS-CoV-2. Pada awal pandemik, ada yang mencadangkan bahawa coronavirus berkemungkinan stabil secara antigen (seperti virus campak) kerana ia mempunyai kadar mutasi yang lebih rendah daripada virus RNA lain kerana memiliki polimerase dengan aktiviti ''membaca pruf''.2 Tetapi keputusan Mun ˜ oz-Alı´a dan rakan sekerja1 menunjukkan bahawa kadar mutasi hanyalah satu faktor yang mempengaruhi evolusi antigen virus, dan potensi untuk evolusi antigen juga bergantung kepada imunodominan tindak balas antibodi peneutral poliklonal.

Malangnya, tindak balas terhadap coronavirus ini nampaknya tertumpu secara sempit supaya mutasi virus tunggal boleh memberi kesan besar pada peneutralan antibodi poliklonal7,8 dengan cara yang lebih serupa dengan influenza daripada virus campak. Tumpuan sempit bagi tindak balas antibodi peneutral ini mungkin merupakan faktor utama yang membolehkan evolusi antigen SARS-CoV-29 dan coronavirus manusia yang lain.10

Secara umumnya, kerja Mun˜ oz-Alı´a dan rakan sekerja1 mencadangkan bahawa untuk menentang evolusi virus, kita harus berusaha untuk membangunkan vaksin yang menimbulkan antibodi yang menyasarkan pelbagai epitop peneutral yang berbeza dan dengan itu mungkin tahan untuk melarikan diri melalui evolusi antigen virus, seperti semula jadi. imuniti anti-campak.

Sudah tentu, ini lebih mudah diucapkan daripada dilakukan! Tetapi kemajuan boleh datang daripada membina kajian perbandingan yang diterangkan di atas untuk membangunkan pemahaman mekanistik yang lebih baik tentang sebab tindak balas antibodi yang meneutralkan kepada sesetengah virus menyasarkan banyak epitop kodominan, manakala bagi yang lain ia sangat tertumpu pada hanya satu epitop imunodominan.

Rajah 1. Tindak balas antibodi poliklonal terhadap virus boleh difokuskan atau luas Dalam contoh ini, virus A mempunyai epitope imunodominan tunggal, dengan itu satu mutasi sangat mengurangkan peneutralan antibodi. Sebaliknya, berbilang epitop kodominan dalam virus B menjadikan pelarian imun sangat tidak mungkin, kerana ini memerlukan sejumlah besar mutasi yang mungkin mempunyai kos kecergasan.

PENGISYTIHARAN KEPENTINGAN

Pengarang mengisytiharkan tiada kepentingan bersaing.

RUJUKAN

1. Mun˜ oz-Alı´a, MA, Nace, RA, Zhang, L., dan Russell, SJ (2021). Evolusi stereotaip virus campak dikekang oleh pelbagai epitop sel B yang dominan bersama pada glikoprotein permukaannya. Sel Rep. Med.

2, 100225. 2. Sanjua´ n, R., Nebot, MR, Chirico, N., Mansky, LM, dan Belshaw, R. (2010). Kadar mutasi virus. J. Virol. 84, 9733–9748.

3. Doud, MB, dan Bloom, JD (2016). Pengukuran Tepat Kesan Semua Mutasi Asid Amino pada Influenza Hemaglutinin. Virus 8, 8.

4. Fulton, BO, Sachs, D., Beaty, SM, Won, ST, Lee, B., Palese, P., dan Heaton, NS (2015). Analisis Mutasi Virus Campak Mencadangkan Kekangan terhadap Variasi Antigenik Glikoprotein. Sel Rep. 11, 1331– 1338.

5. Birrer, MJ, Udem, S., Nathenson, S., dan Bloom, BR (1981). Varian antigen virus campak. Alam 293, 67–69.

6. Lee, JM, Eguia, R., Zost, SJ, Choudhary, S., Wilson, PC, Bedford, T., Stevens-Ayers, T., Boeckh, M., Hurt, AC, Lakdawala, SS, et al. (2019). Memetakan variasi orang kepada orang dalam mutasi virus yang melarikan diri daripada serum poliklonal yang menyasarkan hemagglutinin influenza. eLife 8, e49324.

7. Greaney, AJ, Loes, AN, Crawford, KHD, Starr, TN, Malone, KD, Chu, HY dan Bloom, JD (2021). Pemetaan mutasi yang menyeluruh dalam domain pengikat reseptor-2 SARS-CoV yang menjejaskan pengecaman oleh antibodi plasma manusia poliklonal. Mikrob Hos Sel 29, 463–476.e6.

8. Weisblum, Y., Schmidt, F., Zhang, F., DaSilva, J., Poston, D., Lorenzi, JC, Muecksch, F., Rutkowska, M., Hoffmann, H.-H., Michailidis , E., et al. (2020). Melarikan diri daripada meneutralkan antibodi oleh varian protein spike SARS-CoV2. eLife 9, e61312.

9. Wibmer, CK, Ayres, F., Hermanus, T., Madzivhandila, M., Kgagudi, P., Lambson, BE, Vermeulen, M., Berg, K., van den Rossouw, T., Boswell, M ., et al. (2021). SARS-CoV-2 501Y.V2 terlepas daripada peneutralan oleh plasma penderma COVID-19 Afrika Selatan. bioRxiv, 2021.01.18.427166.

10. Eguia, R., Crawford, KHD, Stevens-Ayers, T., Kelnhofer-Millevolte, L., Greninger, AL, Englund, JA, Boeckh, MJ, dan Bloom, JD (2020). Koronavirus manusia berkembang secara antigen untuk melepaskan imuniti antibodi. bioRxiv, 2020.12.17.423313.

Munoz-Alia dan rakan sekerja1 menunjukkan bahawa meneutralkan imuniti antibodi terhadap campak menentang pelarian evolusi virus kerana ia menyasarkan banyak epitop virus yang berbeza. Kerja mereka menyumbang kepada pemahaman kita tentang perkara yang menentukan sama ada virus boleh berkembang untuk mengelakkan imuniti.

For more information:1950477648nn@gmail.com